Wie funktionieren mRNA-Impfstoffe?
mRNA-Impfstoffe sind eine neue Art von Impfstoffen, die auf der Grundlage eines kleinen Stücks genetischen Materials namens Messenger-RNA (mRNA) wirken. Die mRNA ist eine Sequenz genetischer Anweisungen, die den Zellen im Körper sagt, wie sie ein Stück des Virus, ein sogenanntes virales Antigen, produzieren sollen. Sobald das virale Antigen produziert ist, erkennt das Immunsystem es als fremd und löst eine Immunreaktion aus, um es zu zerstören. Dieser Prozess trainiert das Immunsystem, das Virus zu erkennen und zu bekämpfen, wenn es in Zukunft auftritt.
Um einen mRNA-Impfstoff zu entwickeln, identifizieren Wissenschaftler zunächst die genetische Sequenz des viralen Antigens, das sie produzieren möchten. Anschließend erstellen sie eine synthetische mRNA, die dieselbe genetische Sequenz enthält. Diese synthetische mRNA wird in einem Lipid-Nanopartikel eingekapselt und in den Körper injiziert. Im Inneren der Zellen weist die mRNA die Zellen an, das virale Antigen zu produzieren, das dann auf der Oberfläche der Zellen angezeigt wird. Dies löst eine Immunantwort aus, die Antikörper und T-Zellen produziert, die spezifisch für das virale Antigen sind. Diese Immunzellen verbleiben im Körper und können das Virus schnell erkennen und zerstören, wenn es in Zukunft auftritt.
Wie funktionieren mRNA-Impfstoffe?
Die Geschichte der mRNA-Impfstoffe
Das Konzept, mRNA als Impfstoff zu verwenden, wurde erstmals in den 1990er Jahren vorgeschlagen, aber es dauerte mehrere Jahrzehnte der Forschung und Entwicklung, bis mRNA-Impfstoffe Realität wurden. Der Durchbruch gelang 2005, als Forscher der University of Pennsylvania und der National Institutes of Health (NIH) zeigten, dass mRNA zur Produktion von Proteinen in Zellen verwendet werden kann. Diese Entdeckung ebnete den Weg für die Entwicklung von mRNA-Impfstoffen.
Der erste mRNA-Impfstoff, der zur Verwendung zugelassen wurde, war der Pfizer-BioNTech-COVID-19-Impfstoff, dem im Dezember 2020 von der FDA eine Notfallzulassung erteilt wurde. Es folgte der Moderna-COVID-19-Impfstoff, dem ebenfalls eine Notfallzulassung erteilt wurde von der FDA eine Woche später.
Vorteile von mRNA-Impfstoffen
Einer der Hauptvorteile von mRNA-Impfstoffen ist ihre Geschwindigkeit und Flexibilität in der Entwicklung. Die Entwicklung herkömmlicher Impfstoffe kann Jahre dauern, mRNA-Impfstoffe können jedoch innerhalb weniger Wochen oder Monate entwickelt und hergestellt werden. Dies liegt daran, dass der Prozess der Herstellung von mRNA relativ einfach ist und automatisiert werden kann, was eine Produktion in großem Maßstab ermöglicht.
Ein weiterer Vorteil von mRNA-Impfstoffen besteht darin, dass sie keine Lebendviren enthalten und somit keine Infektionsgefahr durch den Impfstoff selbst besteht. Dies macht mRNA-Impfstoffe sicherer für Menschen mit geschwächtem Immunsystem oder anderen Gesundheitszuständen, die sie anfälliger für Infektionen machen.
mRNA-Impfstoffe im Vergleich zu herkömmlichen Impfstoffen
Herkömmliche Impfstoffe nutzen eine geschwächte oder inaktivierte Form des Virus, um eine Immunantwort auszulösen. Dieser Ansatz wird seit vielen Jahrzehnten angewendet und hat sich als äußerst wirksam bei der Vorbeugung von Infektionskrankheiten erwiesen. Die Entwicklung herkömmlicher Impfstoffe kann jedoch Jahre dauern und erfordert große Produktionsanlagen zur Herstellung des Virus.
mRNA-Impfstoffe hingegen erfordern nicht die Produktion des Virus selbst. Stattdessen verwenden sie ein kleines Stück genetisches Material, das die Zellen anweist, das virale Antigen zu produzieren. Dies macht den Prozess der Entwicklung und Produktion von mRNA-Impfstoffen schneller und flexibler als bei herkömmlichen Impfstoffen.
Sicherheit von mRNA-Impfstoffen
mRNA-Impfstoffe wurden in klinischen Studien umfassend getestet und haben sich als sicher und wirksam erwiesen. Allerdings können sie, wie alle Impfstoffe, Nebenwirkungen haben. Die häufigsten Nebenwirkungen von mRNA-Impfstoffen sind mild und umfassen Schmerzen oder Schwellungen an der Injektionsstelle, Fieber und Müdigkeit. Diese Nebenwirkungen verschwinden in der Regel innerhalb weniger Tage und sind ein Zeichen dafür, dass das Immunsystem auf den Impfstoff reagiert.
Es liegen einige Berichte über schwerwiegendere Nebenwirkungen wie allergische Reaktionen vor, diese sind jedoch selten. Das Risiko einer schweren allergischen Reaktion auf einen mRNA-Impfstoff wird auf etwa 1 zu einer Million geschätzt.
Wirksamkeit von mRNA-Impfstoffen
Klinische Studien mit mRNA-Impfstoffen haben gezeigt, dass sie bei der Vorbeugung von COVID-19 äußerst wirksam sind. Sowohl der Pfizer-BioNTech- als auch der Moderna-Impfstoff haben sich bei der Vorbeugung von COVID-19 als zu über 90 % wirksam erwiesen. Dies ist eine bemerkenswerte Leistung, wenn man bedenkt, dass herkömmliche Impfstoffe typischerweise eine Wirksamkeitsrate von etwa 60–70 % aufweisen.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Wirksamkeit von mRNA-Impfstoffen je nach spezifischem Virusstamm und der zu impfenden Bevölkerung variieren kann. Doch selbst wenn die Wirksamkeit unter 90 % liegt, bieten mRNA-Impfstoffe wahrscheinlich immer noch einen erheblichen Schutz gegen das Virus.
Klinische Studien zu mRNA-Impfstoffen
Die klinischen Studien mit mRNA Impfungen wurden in mehreren Phasen durchgeführt, wobei jede Phase darauf ausgelegt war, verschiedene Aspekte der Sicherheit und Wirksamkeit des Impfstoffs zu testen. Die erste Phase umfasst eine kleine Anzahl Freiwilliger und dient dazu, die Sicherheit und Dosierung des Impfstoffs zu testen. Wenn sich herausstellt, dass der Impfstoff sicher ist, geht es in die zweite Phase über, an der eine größere Anzahl von Freiwilligen beteiligt ist und die Wirksamkeit des Impfstoffs getestet wird.
Die dritte Phase klinischer Studien ist die größte und wichtigste. Zehntausende Freiwillige sind daran beteiligt und sollen die Sicherheit und Wirksamkeit des Impfstoffs unter realen Bedingungen testen. Die Impfstoffe Pfizer-BioNTech und Moderna COVID-19 durchliefen beide strenge klinische Studien, bevor sie von der FDA die Notfallzulassung erhielten.
Zukunft der mRNA-Impfstoffe
mRNA-Impfstoffe haben das Potenzial, die Art und Weise, wie wir Impfstoffe entwickeln und produzieren, zu revolutionieren. Sie sind schneller und flexibler als herkömmliche Impfstoffe und können auf bestimmte Virusstämme zugeschnitten werden. Damit sind sie ideal für die Reaktion auf neu auftretende Infektionskrankheiten und globale Pandemien.
Es gibt auch laufende Forschungen zum Einsatz von mRNA-Impfstoffen bei anderen Krankheiten wie Krebs und Grippe. Im Erfolgsfall könnte dies zur Entwicklung wirksamerer Behandlungsmethoden für diese Krankheiten führen.
Allerdings stehen mRNA-Impfstoffe auch vor einigen Herausforderungen. Eine der größten Herausforderungen ist die Notwendigkeit der Kühllagerung und des Transports, da die mRNA fragil ist und bei Raumtemperatur schnell abgebaut werden kann. Dies erschwert die Verteilung des Impfstoffs in abgelegene Gebiete oder Gebiete mit niedrigem Einkommen.
.png?size=50)